综述：反渗透膜生物污染研究的模型细菌

这篇综述系统探讨了反渗透（RO）膜生物污染研究中模型细菌的筛选标准与作用机制，提出模型细菌需满足强附着能力、高相对丰度（≥1%）和高生物污染潜力三大条件，特别强调具有胞外聚合物（EPS）高分泌能力的消毒抗性细菌（DRB）是研究重点。文章为RO膜技术开发中的靶向控制策略提供了理论依据。

　　

1. 选择合适模型细菌的必要性：引发反渗透膜严重生物污染

反渗透（RO）技术是水处理领域的核心，但膜污染问题长期困扰其效率。生物污染作为最复杂的污染形式，占水处理设施运行问题的45%以上，其核心在于微生物通过分泌胞外聚合物（EPS）形成生物膜。研究发现，并非所有细菌都能导致严重污染——例如传统研究对象大肠杆菌（E. coli）因EPS分泌量低且附着能力弱，实际贡献微乎其微。因此，筛选具有强膜附着性、高群落丰度（≥1%）和高污染潜力的模型细菌至关重要，这不仅能验证改性膜材料的抗菌性能，还可预测污染程度并指导靶向控制技术开发。

2. 反渗透膜生物污染机制

2.1 细菌分泌物质加剧污染

生物污染发展分为四个阶段：细菌粘附、增殖、EPS分泌和生物膜成熟。EPS作为生物膜的主要结构成分（占有机物50%以上），通过多糖、蛋白质等物质填充细菌间隙，形成具有机械稳定性的三维网络。研究表明，EPS分泌量直接决定污染程度——某些消毒抗性细菌（DRB）的EPS分泌量可达普通细菌的100倍，显著增强膜过滤阻力。

2.2 群体效应放大污染

群体感应（QS）机制通过密度信号调控EPS合成与生物膜动态。当细菌密度超过阈值时，QS激活相关基因表达，60%的污染膜细菌通过种间通讯协同加剧污染。这种协同效应使得微生物群落（如假单胞菌属与鞘氨醇单胞菌属）的污染潜力远超单一菌种。

3. 模型细菌标准与清单

基于40年RO膜污染菌群数据分析，研究者提出模型细菌应同时满足"优势菌"（高频检出）和"节点菌"（共生网络关键节点）双重特征。典型DRB如假单胞菌（Pseudomonas）、不动杆菌（Acinetobacter）等因兼具强EPS分泌能力与消毒抗性（如氯耐受性），成为优先研究对象。值得注意的是，EPS不仅促进生物膜稳定性，其物理屏障作用还显著提升细菌对消毒剂的抗性——提取EPS后，臭氧抗性细菌（ORB）的抵抗力下降90%以上。

4. 未来研究方向

该综述为RO膜污染控制提供了新视角：针对模型细菌的EPS合成通路（如QS相关基因）开发抑制剂，或通过调控微生物群落结构降低DRB比例，可能是突破现有技术瓶颈的关键。